KR101076967B1 - 현상 롤러와, 현상 롤러를 구비하는 전자 사진 프로세스 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성층으로부터 저분자량 성분이 배어나오는 것을 유효하게 억제할 수 있고, 부 대전 토너에 효율적으로 높은 전하를 부여할 수 있고, 토너 이형성이 우수한 표면층을 갖는 현상 롤러에 관한 것이다. 현상 롤러는 축심체와, 상기 축심체 상에 설치되는 적어도 1층의 탄성층과, 상기 탄성층상에 형성되는 표면층을 포함하고, 토너를 담지하여 반송하고, 대향하는 감광체의 정전 잠상을 토너로 현상하며, 상기 표면층은, 존재 원소 Si, N, C, H의 총수의 비율과, 특정한 존재비 N/Si, C/Si, H/Si를 갖는 Si, N, C 및 H를 포함하는 규소 화합물막을 포함한다.

현상 롤러, 화상 형성부, 축심체, 탄성층, 표면층

Description

현상 롤러와, 현상 롤러를 구비하는 전자 사진 프로세스 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치{DEVELOPING ROLLER, AND ELECTROPHOTOGRAPHIC PROCESS CARTRIDGE AND ELECTROPHOTOGRAPHIC IMAGE FORMING APPARATUS COMPRISING THE DEVELOPING ROLLER}

본 발명은, 복사기 및 레이저 프린터와 같은 전자 사진 화상 형성 장치에 사용되는 현상 롤러와, 이러한 현상 롤러를 구비하는 전자 사진 프로세스 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치에 관한 것이다.

토너를 사용하여 감광 드럼 상에 존재하는 정전 잠상을 가시화하는 현상 방법으로서, 토너를 담지하는 현상 롤러에 감광 드럼을 접촉시키는 접촉 현상법이 공지되어 있다. 현상 롤러는 토너에 적절한 마찰 전하를 부여하는 기능을 갖는 것이 필요하다. 접촉 현상법에서는, 많은 경우에 부 대전성(negative chargeable)의 1 성분 현상제가 일반적으로 사용된다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2000-181218호 및 일본 특허 출원 공개 제2003-122108호는, 부 대전성의 토너에 효율적으로 높은 전하를 부여할 수 있는 현상 롤러로서, 현상 롤러의 표면층에 질소를 함유한 수지 피복층을 사용한 현상 롤러를 개시한다.

또한, 감광 드럼과의 접촉부에서 닙 폭을 확보하기 위해서, 현상 롤러에 탄성층을 설치하는 것이 제안되었다. 그러나, 탄성층을 갖는 현상 롤러에서, 탄성층에 불가피하게 포함되는 저분자량 물질이 종종 표면으로 배어나온다. 배어나온 저분자량 물질은, 현상 롤러와 접촉하는 감광 드럼의 표면에 부착되어, 종종 전자 사진 화상의 품위나 감광 드럼의 수명에 영향을 준다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2005-215485호는 탄성층으로부터 배어나온 물질을 차폐하는 차폐층을 설치한 현상제 담지체를 개시한다.

본 발명자들은, 전술한 일본 특허 출원 공개 제2000-181218호 및 일본 특허 출원 공개 제2003-122108호에 기재된 발명을 검토한 바, 질소를 함유하고 있는 수지층은, 실제 사용시에는 정으로 대전되고, 그 표면은 강한 접합(점착)성을 나타내어, 수지층의 표면에는 부 대전성의 토너가 부착되기 쉽다는 것을 알았다. 현상 롤러의 표면에 부착된 토너는 반복되는 전자 사진 화상의 형성 과정에서 서서히 열화하고, 종종 현상 롤러의 표면에 융착된다. 표면에 토너가 융착된 현상 롤러는 종종 현상 롤러를 사용하여 형성된 전자 사진 화상의 품위를 저하시킨다.

따라서, 본 발명자들은 접촉 현상에 따른 전자 사진 화상의 고품위화 및 보다 우수한 안정화를 도모하기 위해, 적어도 이하의 3가지를 만족하는 표면층을 구비한 현상 롤러의 개발이 바람직하다는 인식에 도달했다.

1. 탄성층으로부터의 저분자량 성분의 배어나옴을 유효하게 억제할 수 있는 것.

2. 부 대전 토너에 효율적으로 높은 전하를 부여할 수 있는 것.

3. 토너 이형성이 우수한 표면을 갖는 것.

따라서, 본 발명은 전술한 1 내지 3의 요건을 만족할 수 있는 표면층을 구비한 현상 롤러를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 고품위의 전자 사진 화상을 안정적으로 형성할 수 있는 전자 사진 프로세스 카트리지 및 전자 사진 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 전술한 과제를 해결하기 위해서 예의 검토하였고, 그 결과, 표면층을 형성하는 재료를 특정하는 것이 효과적이라는 것을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.

본 발명의 일 양태에 따라, 축심체(mandrel)와, 상기 축심체 상에 설치되는 적어도 1층의 탄성층과, 상기 탄성층상에 설치되는 표면층을 포함하고, 토너를 담지하여 반송하며, 대향하는 감광체의 정전 잠상을 토너로 현상하는 현상 롤러가 제공되며, 상기 표면층은, Si, N, C 및 H를 포함하는 규소 화합물막을 포함하고, 상기 표면층에서, X선 광전자 분광법 및 ERDA(elastic recoil detection analysis)법에 의해 측정한 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율이 90.00% 이상이며, Si에 대한 N의 존재비 N/Si가 0.20 이상 1.00 이하이고, Si에 대한 C의 존재비 C/Si가 0.30 이상 1.50 이하이고, Si에 대한 H의 존재비 H/Si가 0.15 이상 0.35 이하이다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 탈착 가능 하게 장착될 수 있고, 전술한 현상 롤러를 갖는 전자 사진 프로세스 카트리지가 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따라, 정전 잠상을 보유 지지하기 위한 감광체 및 감광체에 접촉해서 배치되는 현상 롤러를 갖고, 현상 롤러는 전술한 현상 롤러인 전자 사진 화상 형성 장치가 제공된다.

본 발명은 탄성층으로부터의 저분자량 물질의 배어나옴을 방지할 수 있는 표면층을 갖고, 접촉 부재에 압접한 상태에서 장기간 방치해도 안정된 화상을 형성할 수 있는 현상 롤러를 제공한다. 또한, 본 발명은 부 대전되는 토너에 높은 전하를 부여할 수 있는 현상 롤러를 제공한다. 또한, 본 발명은 막형성(filming)의 발생을 억제할 수 있고, 안정된 화상을 형성할 수 있는 현상 롤러를 제공한다.

본 발명의 다른 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 대표적인 실시예의 이하의 설명으로부터 명백하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 축 방향에 직교하는 방향의 현상 롤러(1)의 단면도이다.

현상 롤러(1)는 금속과 같은 도전성 재료로 성형된 본체인 축심체(11)와, 탄성층(12)과, 표면층(13)을 갖고, 이들은 이러한 순서대로 적층되어 있다.

현상 롤러(1)는 일반적으로, 전기적인 바이어스가 인가되거나 접지된 상태에서 사용된다.

[축심체]

축심체(11)는 지지 부재이며, 적어도 그 표면은 도전재로서 도전성이다. 그로 인해, 축심체(11)의 외주면에 사용되는 재료는 그 위에 형성되는 탄성층(12)에 소정의 전압을 인가하기 위해 충분한 도전성을 갖고, 구체적으로는, 예를 들어 Al, Cu 합금, SUS와 같은 금속 또는 합금과, Cr 도금 또는 Ni 도금층 등으로 구성된 재료를 포함한다. 축심체(11)의 외경은 통상 4 mm 내지 10 mm의 범위로 설정될 수 있다.

[탄성층]

탄성층(12)은 원료의 주성분으로서 고무와 수지 중 하나를 이용함으로써 형성된다. 현상 롤러용으로 종래에 사용되는 다양한 고무가 원료의 주성분인 고무로서 사용될 수 있다. 구체적으로는, 이하의 것을 예로서 들 수 있는데, 이는, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합 고무(EPDM), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 실리콘 고무, 에피클로로히드린 고무, NBR 수소화물, 다유화물 고무 및 우레탄 고무이다.

또한, 원료의 주성분인 수지는 주로 열가소성 수지이며, 구체적으로는 이하의 것이 예로서 들 수 있는데, 이는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 에틸렌-아세트산 비닐 공중합 수지(EVA)와 같은 폴리에틸렌계 수지와; 폴리프로필렌계 수지와; 폴리카보네이트 수지와; 폴리스티렌계 수지와; ABS 수지와; 폴리이미드와; 폴리에틸렌 테레프탈레이 트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 수지와; 불소 수지와; 폴리아미드6, 폴리아미드 66, MXD6과 같은 폴리아미드 수지를 포함한다.

이들 고무 및 수지는, 단독으로 혹은 2개 이상이 혼합된 형태로 사용될 수 있다. 이 중, 탄성층(12)에는 적절하게 경도가 낮고, 또한 탄성층(12)에 대한 충분한 변형 회복력을 갖게 하는 것이 중요하기 때문에, 탄성층에 사용되는 재료로 액상 실리콘 고무, 액상 우레탄고무가 사용될 수 있다. 특히, 가공성이 양호하고, 치수 정밀도의 안정성이 높고, 경화 반응 시에 반응 부산물 등이 발생하지 않는 것과 같이 생산성이 우수하기 때문에, 부가 반응 가교형 액상 실리콘 고무가 사용될 수 있다.

또한, 탄성층의 재료는 탄성층 자체에 요구되는 기능에 필요한, 적절하게 혼합될 수 있는 도전제나 비도전성 충전제와 같은 성분과, 고무 및 수지 성형체를 형성할 때 사용되는 각종 첨가제 성분, 예를 들어, 가교제, 촉매, 분산 촉진제와 같은 성분을 포함한다.

도전제는 이온 도전 기구에 따라 작용하는 이온 도전성 물질과, 전자 도전 기구에 따라 작용하는 도전 부여제를 포함하고, 이온 도전성 물질과 도전 부여제 중 하나 이상이 사용될 수 있다.

전자 도전 기구에 따라 작용하는 도전 부여제는, 알루미늄, 팔라듐, 철, 구리, 은과 같은 금속의 분말이나 섬유와; 황화구리, 황화아연, 산화주석, 산화안티몬, 산화인듐, 산화몰리브덴과 같은 금속 화합물 분말과; 아연, 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬, 코발트, 철, 납, 백금 및 로듐과 같은 금속 분말과; 안티몬 도핑된 산화 주석, 니오븀 도핑된 산화티탄, 알루미늄 도핑된 산화아연과 같은 도전성을 갖도록 도핑 처리가 실시된 금속 산화물과; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙(Ketjen Black)(상표명), PAN계 카본블랙, 피치계 카본블랙, 카본 나노튜브와 같은 카본블랙계의 도전제를 포함한다.

이온 도전 기구에 따라 작용하는 이온 도전성 물질로서는, LiCF₃SO₃, NaClO₄, LiClO₄, LiAsF₆, LiBF₄, NaSCN, KSCN, NaCl과 같은 알칼리 금속염과; NH₄Cl, NH₄SO₄, NH₄NO₃ 와 같은 암모늄염과; Ca(ClO₄)₂, Ba(ClO₄)₂와 같은 알칼리 토금속염과; 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜과 같은 다가 알코올과 이들 염의 화합물과; 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 폴리에틸렌 모노에틸 에테르와 같은 모노올(monool)과 이들 염의 화합물과; 4급 암모늄염과 같은 양이온 계면활성제와; 지방족 술폰산염, 알킬 황산염 및 알킬 인산염과 같은 음이온 계면활성제와; 베타인과 같은 양성 계면활성제를 포함한다.

이들 도전제는, 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합해서 사용할 수 있다. 이들 중에서, 비교적 저렴하며 용이하게 입수할 수 있고, 또한 탄성층의 원료의 주성분의 종류에 관계없이 탄성층에 양호한 도전성을 부여할 수 있기 때문에, 카본블랙계의 도전제가 사용될 수 있다. 원료의 주성분 내로 미세 분말 형상의 도전제를 분산시키는 수단으로서, 원료의 주성분에 따라 예를 들어, 롤 니더(roll kneader), 벤베리 믹서(Banbury mixer), 볼 밀, 샌드 그라인더, 페인트 쉐이커 및 2축 압출기 와 같은 종래에 사용되는 유닛이 적절하게 사용될 수 있다. 비도전성 충전제는 충전제, 증량제 및 산화 방지제를 포함한다. 충전제 및 증량제는, 실리카, 석영 미세 분말, 규조토, 산화아연, 염기성 탄산마그네슘, 활성 탄산칼슘, 규산 마그네슘, 규산 알루미늄, 이산화티탄, 탈크, 운모 분말, 황산알루미늄, 황산칼슘, 황산바륨, 유리 섬유, 유기 보강제 및 유기 충전제를 포함한다. 이들 충전제 및 증량제의 표면은 소수성을 갖도록 유기 규소 화합물로 처리될 수 있다.

힌더드(hindered) 페놀계 산화 방지제, 페놀계 산화 방지제, 인산계 산화 방지제, 아민계 산화 방지제 및 유황계 산화 방지제와 같은 고분자 화합물용으로 사용되는 공지된 산화 방지제가 산화 방지제로서 적절하게 선택해서 사용될 수 있다.

처리 보조제로서는 공지의 재료가 사용 가능하다. 구체적으로는, 예를 들어, 스테아린산과 올레산과 같은 지방산과, 지방산의 금속염과 에스테르가 사용될 수 있다.

예를 들어, 액상 실리콘 고무를 주제로서 사용하고, 폴리오가노하이드로젠 실록산을 가교 성분으로 사용하고, 고무 성분과 서로 가교 결합시키기 위해 백금계 촉매를 사용하여, 실리콘 고무에서 탄성층을 제조할 수 있다.

탄성층의 두께는 탄성층이 감광 드럼과 탄성층 사이의 닙 폭을 확보하는 기능을 달성하기 위해, 적어도 0.5mm 이상, 보다 바람직하게는 1.0mm 이상일 것이다. 탄성층의 구체적인 두께는, 목적으로 하는 닙 폭을 달성하기 위해, 고무의 경도에 따라서 적절하게 결정될 수 있지만, 실용상으로는, 탄성층의 두께는 일반적으로 6.0mm 이하로 설정된다.

탄성층(12)은 종래에 공지된 압출 성형법, 사출 성형법 등에 의해 성형될 수 있지만, 탄성층의 형성 방법은 특별히 한정되는 것이 아니다. 탄성층은 2층 이상으로 구성할 수 있다.

탄성층의 인장 탄성률은 1.0MPa 이상 100.0MPa 이하이고, 특히 1.0MPa 이상이고 30.0MPa 이하일 수 있다. 탄성층의 인장 탄성률을 1.0MPa 이상으로 설정할 때, 예를 들어 현상 롤러를 접촉 부재에 접촉한 상태로 장기간 방치해도, 현상 롤러는 접촉부에 압접 영구 왜곡이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 탄성층의 인장 탄성률을 100MPa 이하로 할 때, 현상 롤러와 접촉 부재 사이의 접촉 폭이 지나치게 작아지는 것을 방지할 수 있고, 접촉 부재들 사이를 통과하는 토너에 가해지는 압력이 과도하게 커지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 현상 롤러는 사용중인 토너가, 외부 첨가제(토너에 대전성 및 유동성 부여 등의 목적으로 토너 표면에 부착된 미분체)의 탈락이나 매몰과, 토너 내의 왁스 등의 배어나옴 및 막 형성을 유발하는 것을 막을 수 있다.

본 발명에서의 인장 탄성률은, 일본 공업 규격(JIS) K7113(1995)에 기재된 방법에 준해서 측정된다. 그러나, 본 발명에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 100mm의 길이를 갖고 롤러 외주의 절반에 해당하도록 현상 롤러(1)로부터 샘플이 잘라내어지고, 인장 탄성률 측정용의 시험편(40)으로서 사용된다.

측정에는, 만능 인장 시험기 "텐실론(TENSILON) RTC-1250A"[상표명, 주식회사 오리엔텍 가부시키가이샤(ORIENTEC CO., LTD.)제]가 사용되고, 측정 환경은 온도가 20 ± 3 ℃이고 습도는 60 ± 10 % RH로 설정한다. 그 다음에, 측정은 시험 편의 양단부의 각 10mm을 척에 설치하고, 척 간 길이를 80mm로 설정하고, 측정 속도를 20mm/min으로 설정하여 인장 탄성률을 산출한다. 5개의 시료의 값으로부터 평균값이 산출되고, 이를 시험편의 인장 탄성률로서 한정한다.

[표면층]

표면층(13)은, Si, N, C, H와 같은 원소를 주성분으로 포함하는 규소 화합물막으로 이루어진다. 규소 화합물막에서, 모든 원소에서 Si, N, C, H의 존재 원소가 차지하는 총수의 비율이 90.00% 이상이며, 또한, Si에 대한 N의 존재비(N/Si)와, Si에 대한 N의 존재비(N/Si) 및 Si에 대한 H의 존재비(H/Si)는 이하와 같다.

N/Si가 0.20 이상 1.00 이하, C/Si가 0.30 이상 1.50 이하, H/Si가 0.15 이상 0.35 이하이다.

N/Si가 0.20 미만이면, 토너에 적절한 전하를 부여하는 것이 어려워져서, 포그 발생(fogging)을 야기하기 쉽다. N/Si가 1.00을 초과하면, 토너로의 마찰 전하 부여성이 지나치게 높은 현상 롤러가 얻어진다. 따라서, 토너의 과잉 대전, 즉 챠지 업(cahrge-up)이 발생되고, 현상 롤러 표면으로 토너가 균일하게 공급되지 못하고, 균일하게 스크래핑되지 못하여, 소위 고스트 현상이 발생하기 쉬워진다.

C/Si가 0.30 미만이면, 표면층이 단단하게 되고, 또한 깨지기 쉬워져, 감광 드럼 등과 접촉할 때 표면층에 크랙이 발생하기 쉬워진다. 그 결과, 탄성층에 포함되는 저분자량 물질이 새어나와서, 종종 감광 드럼에 부착될 수 있다. 또한, C/Si가 1.50을 초과하면, 탄성층에 대한 표면층의 부착성이 저하되고, 표면층이 탄성층으로부터 박리되기 쉽다. 또한, H/Si가 0.15 미만일 경우에도, 표면층이 경질 화하는 경향이 있다. 또한, H/Si가 0.35를 초과하면, 표면층의 강도가 저하하고, 탄성층으로부터 표면층의 탈락을 초래한다.

표면층에서의 원소의 존재비는 다음과 같이 구해진다.

X선 광전자 분광 장치[상표명: 퀀텀(Quantum) 2000, 울박-피에이치아이, 인크.(ULVAC-PHI, Inc.)제]를 사용하여 X선 광전자 분광법에 의해 경 원소(light element)를 제외한 모든 원소의 존재비를 측정하는 것이 가능하다. X선 공급원으로서 AlKα(1.487keV)을 사용함으로써, 현상 롤러의 표면층인 규소 화합물막 표면의 Si의 2p 궤도와 N 및 C의 1s 궤도의 결합에너지에 기인하는 피크를 측정한다. 각각의 피크로부터 각 원소의 존재비가 산출되고, 얻어진 존재비로부터 N/Si 및 C/Si를 계산한다.

한편, 수소 원자와 같은 경 원소에 대해서는, 중 에너지 이온 빔 분석 장치[상표명: HRBS500, 고베 스틸(Kobe Steel)제]의 ERDA(elastic recoil detection analysis) 모드를 사용해서 측정될 수 있다. 500keV로 가속된 He 이온을 현상 롤러의 표면층에 입사각 75도로 입사하는 조건에서, 입사된 He 이온에 의해 튀어나오는 수소 농도를 검출함으로써 경 원자가 측정된다.

표면층에 포함되는 전체 원소에 대한 Si, N, C 및 H의 존재 원소 총수의 비율은 90.00% 이상이다. 총수의 비율이 90.00% 미만이면, 규소 화합물이 규소 화합물막을 형성하지 못하고, 탄성층 표면에 섬 형상으로 점재한 상태로 존재한다. 그로 인해, 규소 화합물은 탄성층에 포함되는 저분자량 물질이 현상 롤러 표면으로 새어나오는 것을 억제할 수 없다.

또한, 표면층을 구성하는 규소 화합물막은, 상술한 각 원소(Si, N, C, H)에 부가하여 다른 원소를 함유할 수 있다. 구체적으로는, 규소 화합물막은 안정성의 관점에서 산소 원자를 함유할 수 있다. 모든 원소에 대해 산소가 차지하는 비율이1.00% 이상이면, 규소 화합물막의 내구성이 보다 양호해지고, 표면층이 탄성층으로부터 박리되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

표면층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어, 습식 코트법(침지 코트법, 스프레이 코트법, 롤 코트법, 링 코트법 등), 물리적 기상 증착(PVD)법(진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법 등), 화학적 기상 증착(CVD)법(플라즈마 CVD법, 열 CVD법, 레이저 CVD법 등)을 포함한다.

상술한 방법 중에서, 특히 플라즈마 CVD법이 채용될 수 있다. 이는 얻어지는 표면층(규소 화합물막)이 특히 양호한 균일성과, 탄성층에 대한 특히 양호한 부착성을 나타내기 때문이다. 플라즈마 CVD법은 처리 시간의 짧음, 처리 온도의 낮음, 장치의 간편성 등의 점에서 다른 방법보다 유리하다.

플라즈마 CVD법에 의한 표면층의 형성 방법에 대해서 이하에서 설명한다. 도 3은 이러한 플라즈마 CVD법에 의해 표면층을 형성하는 성막 장치의 설명도이다.

성막 장치는, 진공 챔버(41), 서로 평행하게 위치된 2매의 평판 전극(42), 원료 가스 실린더 및 원료 액체 탱크(43), 원료 공급 유닛(44), 챔버 내의 가스 배기 유닛(45), 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원 공급원(46) 및 탄성 롤러(48)를 회전시키는 모터(47)를 포함한다.

이러한 장치를 사용하여, 이하의 절차에 의해 본 발명에 따른 현상 롤러를 제조할 수 있다.

절차 (1): 평판 전극(42)의 사이에, 축심체(11)의 주위면이 탄성층(12)으로 피복된 탄성 롤러(48)를 설치하고, 얻어지는 규소 화합물막(표면층)이 균일하게 되도록, 모터(47)를 구동시켜서 원주 방향으로 회전시킨다.

절차 (2): 배기 유닛(45)을 동작시킴으로써, 진공 챔버(41) 내측을 진공으로 한다.

절차 (3): 원료 가스 공급 유닛(44)으로부터 원료 가스를 도입하고, 플라즈마를 발생시키도록 고주파 전원 공급원(46)으로부터 평판 전극(42)에 고주파 전력을 공급하여, 규소 화합물막을 형성한다.

절차 (4): 소정 시간이 경과한 후, 원료 가스 및 고주파 전력 공급을 정지하고, 진공 챔버(41) 내로 공기 또는 질소를 대기압까지 도입(누출)하고, 탄성층(12)의 외주면이 표면층(13)으로 피복된 탄성 롤러(48), 즉, 현상 롤러(1)를 취출한다.

전술한 절차(1) 내지(4)를 수행함으로써, 규소 화합물막으로 이루어진 표면층을 갖는 현상 롤러를 제조할 수 있다. 참고로, 균일한 플라즈마 분위기 하에 놓여질 수 있다면, 다수의 탄성 롤러(48)가 동시에 플라즈마 CVD 처리될 수 있다.

통상 가스상의 혹은 가스상화한 유기 규소 화합물이, 필요에 따라 탄화수소 화합물과 함께 원료 가스로서, 불활성 가스 및 산화성 가스와 같은 가스와 공존하여 또는 이들 가스가 존재하지 않고 도입된다.

여기서, 유기 규소 화합물로서는, 예를 들어, 이하의 것을 포함한다.

1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 헥사메틸디실록산, 헥사메틸디실라잔, 비닐트 리메틸실란, 메틸트리메톡시실란, 헥사메틸디실란, 메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란, 테트라메틸실란, 디에틸실란, 프로필실란, 페닐실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 옥타메틸시클로테트라실록산.

전술한 유기 규소 화합물 중에서, 취급이 용이하기 때문에, 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 헥사메틸디실록산, 테트라메틸실란이 사용될 수 있다. 또한, 헥사메틸리실라잔이 질소를 함유하는 재료로서, 보다 많이 사용될 수 있다.

실란 공급원은 유기 규소 화합물에 한정되지 않는다. 실란, 아미노실란 및 실라잔도 사용될 수 있다.

유기 규소 화합물 등이 가스상이면, 이들은 그대로 사용된다. 유기 규소 화합물 등이 상온에서 액체이면, 이들을 가열하여 기화시켜서 불활성 가스에 의해 반송하거나, 또는 불활성 가스에 의해 버블링해서 반송해서 사용한다. 또한, 유기 규소 화합물 등이 상온에서 고체이면, 가열해서 기화시켜, 불활성 가스에 의해 반송해서 사용한다. 또한, 원료 물질의 기화는 감압 상태에 위치시킴으로써 촉진될 수 있다.

전술한 원료 가스와 함께 또는 원료 가스에 부가하여, 진공 챔버 내에 질소 함유 가스(N₂O, N₂, 암모니아 등) 또는 산소 함유 가스(산소, CO₂, CO 등)가 도입될 수 있다. 또한, 전술한 프로세스에서 사용될 수 있는 불활성 가스는 헬륨 및 아르곤을 포함한다.

표면층의 Si, N, C 및 H의 존재비는, 원료 가스가 도입될 때 도입되는 원료 가스의 배합비, 유동 속도 및 공급되는 고주파 전력에 의해 제어될 수 있다.

또한, 습식 프로세스에 의해 규소 화합물막(표면층)을 형성하는 방법에서는, 무기 고분자 전구체 용액과 수산기를 갖는 고분자 용액의 혼합물을, 탄성층 상에 균일하게 도포한 후, 코팅된 막을 가열 혹은 자외선 조사하는 것과 같은 경화 유닛을 적용할 수 있다.

여기서, 표면층용의 원료 혼합물을 탄성층상에 도포하기 전에, 탄성층 표면에는, 상기 혼합물이 균일하게 도포될 수 있도록 자외선 조사, 전자선 조사 또는 플라즈마 처리와 같은 활성화 처리를 실시할 수 있다.

이러한 방식으로 형성된 표면측의 막 두께는 15nm 이상 5000nm 이하일 수 있고, 또한 300nm 이상 3000nm 이하일 수 있다. 표면층의 막 두께를 5000nm 이하로 설정하면, 제조 시간이 지나치게 길어지지 않고, 제조 중에 있어서 탄성층이 과도하게 승온하지 않고, 탄성층이 열가소성 수지와 같이 융점의 낮은 재료로 제조되더라도 탄성층은 성형시의 형상을 유지할 수 있다. 따라서, 현상 롤러가 인쇄에 사용될 때, 얻어지는 화상에서의 농도 불균일의 악영향이 발생하기 어렵다.

전술한 설명에서, 형성된 표면층의 막 두께는 박막 측정 장치[상표명: F20-EXR, 필름매트릭스, 인크.(FILMETRICS, Inc)제]를 사용하여, 단부로부터 길이 방향으로 등간격으로 이격된 각각의 3개의 지점에서 현상 롤러의 주연 방향으로 등간격으로 이격된 3개의 지점의 총 9개 지점에서 측정되어 얻어진 값의 평균값으로 정의된다.

본 발명에 따른 현상 롤러에서, 도 4에 도시된 장치를 사용하여, 회전하는 현상 롤러에 DC 50V가 인가될 때 측정된 전류값은 5μA 이상 5000μA 이하이고, 또한 10μA 이상 500μA 이하일 수 있다. 전류값이 5μA 이상이면, 토너로 감광체상에서 화상이 현상될 때, 현상에 충분한 현상 바이어스가 쉽게 얻어질 수 있으며 얻어진 화상이 충분한 화상 농도를 가질 수 있다. 전류값이 5000μA 이하이면, 감광체 표면에 핀 홀이 발생하더라도 바이어스 누출이 발생하기 어렵고, 얻어지는 화상 위에 횡방향 줄무늬가 발생하기 어렵다.

도 4에 도시된 장치를 사용한 현상 롤러의 전류값의 측정 방법이 이제 설명된다. 현상 롤러(1)의 외주면은, 현상 롤러(1)의 축심체 노출부에 각 500g의 하중을 가함으로써, 직경 40mm의 SUS제 원통 형상 전극(51)에 접촉한다. 이러한 상태에서 원통 형상 전극(51)을 회전시켜, 연동 회전에 의해, 현상 롤러(1)를 주연 방향으로 24rpm의 속도로 회전시킨다. 회전이 안정되면, 직류 전원(52)으로부터 축심체로 전압을 인가하고, 원통 형상 전극과 축심체의 사이에 50V의 전압이 가해진다. 이 때의 환경은 20℃이고 50% RH이다. 1회전시의 현상 롤러(1)의 전류값이 전류계(53)로 측정되고, 전류값의 평균값이 전류값으로서 정의된다. 본 명세서에서, 이러한 방식으로 측정된 전류값은 "현상 롤러의 전류값"으로 지칭된다. 현상 롤러의 전류값을 적정하고 균일하게 제어하는 것은, 토너가 이동하기 위한 전계 강도를 적정 또한 균일하게 유지하는 점에서 중요하다.

본 발명에 따른 현상 롤러는, 복사기, 팩시밀리, 프린터와 같은 화상 형성 장치의 현상 롤러로서, 또한, 프로세스 카트리지 타입의 화상 형성 장치에서는 프 로세스 카트리지의 현상 롤러로서 유용하다.

본 발명에 따른 현상 롤러를 탑재한 컬러 전자 사진 화상 형성 장치의 일례를 도 5에 도시한다. 도 5를 참조하여 컬러 전자 사진 화상 형성 장치가 이하에 설명된다.

도 5에 도시된 컬러 전자 사진 화상 형성 장치는, 옐로(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(BK)의 색 토너를 각각 구비한 화상 형성부(10a, 10b, 10c 및 10d)를 탠덤 형식으로 갖는다. 각각의 화상 형성부(10a 내지 10d)는 기본적으로 동일한 구성을 갖는다. 각 화상 형성부는 화살표 방향으로 회전하는 잠상 담지체로서 기능하는 감광 드럼(21)이 설치된다. 감광 드럼(21)의 주위에는, 감광 드럼(21)을 대전하는 대전 부재(26)와, 대전한 감광 드럼(21)에 레이저 광(25)을 조사해서 정전 잠상을 형성하는 노광 수단과, 감광 드럼(21)에 토너를 공급해 감광 드럼(21)에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 장치(22)가 제공된다. 또한, 전사 부재는, 감광 드럼(21) 상에 존재하는 토너 상을, 한 쌍의 급지 롤러(37)에 의해 공급되어 반송 벨트(34)에 의해 반송되는 기록 매체(36)의 이면으로부터 바이어스 전원(32)에서 인가된 전압에 의해 종이와 같은 기록 매체(36)에 전사하는 전사 롤러(31)를 갖는다. 반송 벨트(34)는 구동 롤러(30), 종동 롤러(35) 및 텐션 롤러(33)에 의해 현가 되어, 각 화상 형성부에서 형성된 토너 상을 기록 매체(36) 위로 순차 중첩해서 전사하도록, 화상 형성부와 동기해서 이동해서 기록 매체(36)를 반송하도록 제어된다. 기록 매체(36)는 반송 벨트(34) 직전에 위치된 흡착 롤러(38)의 작용에 의해, 반송 벨트(34)에 정전식으로 흡착되어 반송된다.

또한, 컬러 전자 사진 화상 형성 장치는 기록 매체(36) 위에 중첩 전사된 토너 상을 가열 등에 의해 정착하는 정착 장치(29)와, 화상 형성된 기록 매체를 컬러 전자 사진 화상 형성 장치 외부로 배지하는 반송 장치(도시하지 않음)를 구비한다. 기록 매체(36)는 박리 장치(39)의 작용에 의해 반송 벨트(34)로부터 박리되어 정착 장치(29)로 보내어진다.

한편, 화상 형성부(10)에는 기록 매체로 전사되지 않고 감광 드럼(21) 상에 잔존하는 전사 잔류 토너를 제거하여 표면을 클리닝하는 클리닝 블레이드(28)를 갖는 클리닝 부재와, 감광 드럼으로부터 긁어낸 토너를 수납하는 폐토너 용기(27)가 설치된다. 참고로, 감광체(21), 대전 부재(26), 현상 장치(22), 클리닝 블레이드(28) 및 폐토너 용기(27)는, 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 착탈 가능하게 구성된 프로세스 카트리지로 통합될 수 있다.

전술한 화상 형성부(10)에 설치된 현상 장치(22)는 토너(23)로서 부 대전성의 1성분 현상제를 수용하는 토너 용기(24)와, 현상 롤러(1)를 구비한다. 현상 롤러(1)는 토너 용기(24)의 개구를 폐색하도록, 그리고, 토너 용기(24)로부터 노출된 부분에서 감광 드럼(21)과 대향하도록 배치된다. 토너 용기(24)는 현상 롤러(1)에 접촉하여 현상 롤러(1)에 토너를 공급하는 롤러 형상의 토너 도포 부재(7)와, 현상 롤러(1)에 공급된 토너를 박막으로 형성하고, 토너에 마찰 전하를 부여하는 토너량 규제 블레이드(9)가 설치된다. 토너 도포 부재(7)의 구체적인 구성은, 예를 들어 축 본체 상에 발포 스펀지 또는 폴리우레탄 폼을 설치한 것과, 예를 들어 레이온 또는 폴리아미드와 같은 섬유를 갖는 털 브러시 구조인 것을 포함한다. 현상 롤 러(1) 상의 잔류 토너를 효율적으로 제거할 수 있기 때문에 이러한 구조가 사용될 수 있다. 토너 도포 부재(7)는 현상 롤러(1)에 대한 적절한 접촉 폭을 갖도록 배치할 수 있고, 현상 롤러(1)에 대하여 그 접촉부에 있어서 반대 방향으로 회전할 수 있다.

본 발명에 따른 프로세스 카트리지는, 전술한 바와 같이 전자 사진 화상 형성 장치 본체에 탈착 가능하고, 본 발명에 따른 현상 롤러를 포함한다. 여기서, 단색의 화상 형성 장치용의 프로세스 카트리지의 일예의 개략도가 도 6에서 도시된다. 현상 롤러(1)는 감광체(21) 및 토너 도포 부재(7)에 접촉하는 상태로 장착된다. 토너 용기(24)에 수납된 토너(23)는 토너 도포 부재(7)에 의해 현상 롤러(1)로 공급될 수 있다. 이러한 경우, 토너량은 토너량 규제 블레이드(9)에 의해 조정된다. 한편, 대전 부재(26)로 대전된 감광체(21) 상에 레이저 광(25)에 의해 정전 잠상이 형성되고, 유지된 정전 잠상은 현상 롤러(1)에 담지하여 반송된 토너에 의해 토너 상인 가시 화상으로 변환된다. 감광체(21)의 이러한 토너 상은 종이와 같은 기록 매체 상에 전사된다. 그 다음에, 감광체(21) 상에 잔류하는 토너는, 클리닝 블레이드(28)에 의해 긁어내어 폐토너 용기(27)로 떨어진다.

[예]

본 발명은 도시된 예로서 이하에서 보다 상세히 설명되지만, 본 발명은 이에 의해 한정되는 것이 아니다.

또한, 복수의 사용한 시약은 하기에서 설명한 것을 제외하면, 특별히 명기되지 않는 한, 순도 99.5% 이상이다.

(1) 탄성층용 고무 원료

- 액상 실리콘 고무 : 양쪽 말단에 비닐기를 갖는 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.15 질량%)과, 양쪽 말단에 Si-H기를 갖는 디메틸실록산-메틸하이드로젠실록산 공중합체(Si 원자에 결합하는 H 함유량 0.30%)가 사용된다. 경화 촉매로서 염화백금산과 디비닐테트라메틸디실록산의 화합물(0.5 질량%)이 사용된다.

- 올레핀계 엘라스토머 "산토프렌(Santoprene) 8211-25"[상표명, 어드밴스드 엘라스토머 시스템즈 재팬 엘티디.(Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.)제],

- 올레핀계 엘라스토머 "산토프렌(Santoprene) 8211-45"[상표명, 어드밴스드 엘라스토머 시스템즈 재팬 엘티디.(Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.)제]

- 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) "노바텍(NOVATEC) LD LJ902"[상표명, 재팬 폴리에틸렌 코오포레이션(Japan Polyethylene Corporation)제]

- LDPE "노바텍(NOVATEC) LD LJ802"[상표명, 재팬 폴리에틸렌 코오포레이션(Japan Polyethylene Corporation)제]

- 에틸렌 아세트산 비닐 공중합체(EVA) "에바플렉스(EVAFLEX) EV45LX"[상표명, 듀퐁 미쯔이 폴리케미컬스 컴파니 리미티드(DUPONT-MITSUI POLYCHEMICALS CO., LTD.)제].

(2) 탄성층용 기타 성분

- 석영 분말 "Min-USil"[상표명, 펜실바니아 글래스 샌드 코오포레이션(Pennsylvania Glass Sand Corporation)제],

- 카본블랙 "덴카 블랙(DENKA BLACK)"[상표명, 덴키 가가쿠 고오교오 가부시 키 가이샤(DENKI KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA)제, 분말 제품)

- MT 카본 블랙 "서맥스(Thermax) N990"[상표명, 칸카브 리미티드(Cancarb Ltd.)제].

제조예 1[탄성 롤러(A)의 제조]

양쪽 말단에 비닐기를 갖는 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.15 질량%)의 100 질량부에, 충전제로서 석영 분말 "Min-USil"(상표명) 7 질량부 및 카본 블랙 "덴카 블랙"(상표명) 10 질량부가 배합된다. 이러한 배합 재료는 플래네터리 믹서(planetary mixer)를 사용해서 혼합 탈포하고, 액상 실리콘 고무의 베이스 재료로서 사용된다. 이러한 베이스 재료에, 경화 촉매로서 염화백금산과 디비닐테트라메틸디실록산의 복합물의 0.5 질량부를 배합하여, 용액(A)을 얻는다. 또한, 전술한 베이스 재료에, 양쪽 말단에 Si-H기를 갖는 디메틸실록산-메틸하이드로젠실록산 공중합체(Si 원자에 결합하는 H 함유량 0.30%)를 1.5 질량부 배합하여, 용액(B)이 얻어진다.

한편, 표면을 프라이머 처리한 직경 6mm, 길이 250mm의 SUM 재료의 원기둥 형상의 축심체가 원통형 금형의 중심부에 배치된다. 전술한 용액(A)과 용액(B)을 스태틱 믹서(static mixer)를 사용하여 질량비 1:1로 혼합하여 혼합 용액이 준비되고, 전술한 원통형 금형의 내부로 주입된다. 그 다음에, 원통형 금형을 130℃의 온도로 20분간 가열하여 혼합 용액을 경화시키고, 200℃의 온도로 4시간 동안 후경화하여, 길이가 240mm이고 두께 3mm의 탄성층을 갖는 탄성 롤러(A)가 얻어진다.

제조예 2[탄성 롤러(B)의 제조]

이하의 재료를, 직경 30mm이고 L/D(스크류 유효 길이/스크류 직경)가 32인 2축 압출기에서 혼련하고(kneaded) 펠릿화하여, 수지 조성물이 얻어진다.

- 폴리올레핀계 엘라스토머 "산토프렌 8211-25"(상표명) : 100 질량부,

- MT 카본 블랙 "서맥스 플로폼 N990"(상표명) : 40 질량부.

전술한 수지 조성물로 형성된 수지층은 전술한 수지 조성물을 크로스헤드 압출 성형함으로써, 축심체(직경 6mm, 길이 250mm)의 외주면에 형성된다. 수지층의 단부를 절단하고, 또한 수지층 부분을 회전 지석으로 연마함으로써, 두께 3mm의 탄성층을 갖는 탄성 롤러(B)가 얻어진다.

제조예 3[탄성 롤러(C)의 제조]

폴리올레핀계 엘라스토머 "산토프렌 8211-25"(상표명) 대신에, 올레핀계 엘라스토머 "산토프렌 8211-45"(상표명)가 사용되는 점을 제외하고는, 제조예 2와 유사한 방식으로 탄성 롤러(C)가 얻어진다.

제조예 4[탄성 롤러(D)의 제조]

폴리올레핀계 엘라스토머 "산토프렌 8211-25"(상표명)대신에, LDPE "노바텍 LD LJ902"(상표명)가 사용된다는 점을 제외하고는 제조예 2와 유사한 방식으로 탄성 롤러(D)가 얻어진다.

제조예 5[탄성 롤러(E)의 제조]

폴리올레핀계 엘라스토머 "산토프렌 8211-25"(상표명)대신에, LDPE "노바텍 LD LJ802"(상표명)가 사용된다는 점을 제외하고는 제조예 2와 유사한 방식으로 탄성 롤러(E)가 얻어진다.

제조예 6[탄성 롤러(F)의 제조]

폴리올레핀계 엘라스토머 "산토프렌 8211-25"(상표명)대신에, EVA "에바플렉스 EV45LX"(상표명)가 사용된다는 점을 제외하고는 제조예 2와 유사한 방식으로 탄성 롤러(F)가 얻어진다.

실시예 1

제조예 1에서 얻어진 탄성 롤러(A)가 도 3에 나타낸 플라즈마 CVD 장치 내에 위치된 후, 진공 펌프를 사용하여 진공 챔버 내를 0Pa(게이지 압, 이하 동일)까지 감압한다. 그 후, 원료 가스로서 헥사메틸디실라잔 증기 20sccm 및 질소 200sccm의 혼합 가스를 진공 챔버 내에 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 41Pa가 되도록 조정된다. 압력이 일정해진 후, 전극 간에 플라즈마를 발생시키도록 고주파 전원으로부터 13.56MHz의 주파수를 갖는 200W의 전력을 평판 전극으로 공급한다. 진공 챔버 내에 설치된 탄성 롤러(A)는 10rpm으로 회전되고, 300초간 처리된다. 처리 종료 후, 전력 공급이 중지되고, 진공 챔버 내에 잔류하고 있는 원료 가스를 배기하고, 내부 압력이 대기압이 될 때까지 공기를 진공 챔버 내로 도입한다. 그 후, 표면층이 형성된 현상 롤러를 취출한다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치(elastic recoil particle detector)를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 결과, 총수의 비율은 94.67%이며, 산소의 존재비는 5.33%이다. 또한, N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.75, 0.90, 0.28이다.

또한, 박막 측정 장치 "F20-EXR"(상표명)을 사용해서 현상 롤러의 표면층의 막 두께를 측정한 결과, 막 두께는 1652nm이다. 전술한 설명에서, 현상 롤러의 길이 방향으로 등분된 3개의 지점에서, 또한 둘레 방향으로 등분된 3개의 지점에서의 합계 9개의 지점에서 막 두께의 측정을 행하고, 얻어진 값의 평균값이 막 두께로서 결정된다.

또한, 온도 20℃, 습도 50% RH로 설정된 환경 하에서, 24rpm의 속도로 회전하는 현상 롤러에 50V의 전압을 인가함으로써 현상 롤러의 전류값을 측정하고, 이는 280μA이다.

인장 탄성률의 측정을 위한 시험편은 도 2에 따른 롤러의 주연부의 절반부에 대응하여 100mm의 길이를 갖도록 현상 롤러로부터 준비된다. 표면층을 갖는 탄성층(이하, " 탄성층+ 표면층"이라고 함)의 인장 탄성률은 이러한 시험편을 사용하여 측정되고, 그 인장 탄성률은 1.0MPa이다. 전술한 설명에서, 인장 탄성률은 5개의 시료에 대해서, 온도 20 ± 3℃이고 습도 60% ± 10% RH의 측정 환경에서 만능 인장 시험기 "텐실론(TENSILON) RTC-1250A"(상표명)를 이용하여 측정하고, 측정된 값의 평균값을 인장 탄성률로 결정한다.

실시예 2

표면층의 형성시에, 원료 가스인 헥사메틸디실란 증기 20sccm, 질소 100sccm 및 산소 50sccm의 혼합 가스를 진공 챔버 내로 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 38Pa이 되도록 조정한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 하에서 처리를 행함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 이용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 90.12%이며, 산소의 존재비는 9.88%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 1.00, 0.30, 0.19이다. 또한, 표면층의 막 두께는 2153nm이며, 현상 롤러의 전류값은 354μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

실시예 3

표면층의 형성시에, 원료 가스인 헥사메틸디실라잔 증기 20sccm을 진공 챔버 내로 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 4Pa이 되도록 조정한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 95.37%이며, 산소의 존재비는 4.63%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.26, 1.43, 0.15이다. 또한, 표면층의 막 두께는 1696nm이며, 현상 롤러의 전류값은 12μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

실시예 4

표면층의 형성시에, 원료 가스로서 헥사메틸디실라잔 증기 20sccm 및 암모니아 200sccm의 혼합 가스를 진공 챔버 내로 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 42Pa이 되도록 조정한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 98.12%이며, 산소의 존재비는 1.88%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.75, 0.93, 0.35이다. 또한, 표면층의 막 두께는 2243nm이며, 현상 롤러의 전류값은 112μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

실시예 5

표면층의 형성시에, 고주파 전원으로부터 150W의 전력을 평판 전극으로 공급하고, 전극 간에 플라즈마를 발생시킨다는 점을 제외하고는 실시예 3과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바 총수의 비율은 93.37%이며, 산소의 존재비는 6.63%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.43, 1.50, 0.35이다. 또한, 표면층의 막 두께는 985nm이며, 현상 롤러의 전류값은 243μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

실시예 6

표면층의 형성시에, 플라즈마 CVD 처리 시간을 150초로 설정한 점을 제외하고는 실시예 3과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 91.85%이며, 산소의 존재비는 8.15%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si를 구한 바, 이들 값은 각각 0.20, 1.50, 0.21이다. 또한, 표면층의 막 두께는 562nm이며, 현상 롤러의 전류값은 442μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

실시예 7

표면층의 형성시에, 플라즈마 CVD 처리 시간을 600초로 설정한 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 99.87%이며, 산소의 존재비는 0.13%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.76, 0.94, 0.31이다. 또한, 표면층의 막 두께는 2989nm이며, 현상 롤러의 전류값은 8μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

실시예 8

표면층의 형성시에, 탄성 롤러(A)를 제조예 2에서 제조된 탄성 롤러(B)로 변경하고, 전극 간에 플라즈마를 발생시키기 위해 고주파 전원으로부터 150W의 전력을 평판 전극으로 공급하고, 플라즈마 CVD 처리 시간을 30초로 설정한다는 점을 제외하고는 실시예 4와 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 98.14%이며, 산소의 존재비는 1.86%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.83, 1.47, 0.24이다. 또한, 표면층의 막 두께는 15nm이며, 현상 롤러의 전류값은 5000μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은, 10.0MPa이다.

실시예 9

표면층의 형성시에, 탄성 롤러(A)를 제조예 3에서 제조된 탄성 롤러(C)로 변경하고, 플라즈마 CVD 처리 시간을 600초로 설정한다는 점을 제외하고는 실시예 4와 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 99.17%이며, 산소의 존재비는 0.83%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.78, 0.94, 0.26이다. 또한, 표면층의 막 두께는 4997nm이며, 현상 롤러의 전류값은 5μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 30.0MPa이다.

실시예 10

탄성 롤러(A)를 제조예 4에서 제조된 탄성 롤러(D)로 변경한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 90.97%이며, 산소의 존재비는 9.03%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.69, 1.00, 0.33이다. 또한, 표면층의 막 두께는 300nm이며, 현상 롤러의 전류값은 1110μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 100.0MPa이다.

실시예 11

탄성 롤러(A)를 제조예 5에서 제조된 탄성 롤러(E)로 변경한다는 점을 제외하고는 실시예 4와 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 98.00%이며, 산소의 존재비는 2.00%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.80, 0.97, 0.33이다. 또한, 표면층의 막 두께는 2118nm이며, 현상 롤러의 전류값은 886μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 110.0MPa이다.

실시예 12

탄성 롤러(A)를 제조예 6에서 제조된 탄성 롤러(F)로 변경한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 97.53%이며, 산소의 존재비는 2.47%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.86, 0.97, 0.30이다. 또한, 표면층의 막 두께는 1822nm이며, 현상 롤러의 전류값은 367μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 0.7MPa이다.

실시예 13

표면층의 형성시에, 원료 가스로서 헥사메틸디실라잔 증기 40sccm 및 질소 200sccm의 혼합 가스를 진공 챔버 내로 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 45Pa가 되도록 조정하고, 또한 플라즈마 CVD 처리 시간을 500초로 설정한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 90.78%이며, 산소의 존재비는 9.22%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 1.00, 0.74, 0.33이다. 또한, 표면층의 막 두께는 5523nm이며, 현상 롤러의 전류값은 2μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

실시예 14

표면층의 형성시에, 헥사메틸디실라잔 증기 10sccm 및 암모니아 100sccm의 혼합 가스를 진공 챔버 내로 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 18Pa가 되도록 조정하고, 또한, 고주파 전원으로부터 150W의 전력을 평판 전극에 공급하고, 플라즈마 CVD 처리 시간을 30초로 설정한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 99.18%이며, 산소의 존재비는 0.82%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.65, 1.50, 0.35이다. 또한, 표면층의 막 두께는 13nm이며, 현상 롤러의 전류값은 5180μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

비교예 1

표면층의 형성시에, 고주파 전원으로부터 150W의 전력을 평판 전극에 공급한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 98.81%이며, 산소의 존재비는 1.19%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.26, 1.59, 0.37이다. 또한, 표면층의 막 두께는 1238nm이며, 현상 롤러의 전류값은 568μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

비교예 2

표면층의 형성시에, 원료 가스로서 헥사메틸디실록산 증기 20sccm 및 질소 200sccm의 혼합 가스를 진공 챔버 내로 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 41Pa이 되도록 조정한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 85.45%이며, 산소의 존재비는 14.55%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 1.05, 1.46, 0.49이다. 또한, 표면층의 막 두께는 5834nm이며, 현상 롤러의 전류값은 3μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

비교예 3

표면층의 형성시에, 원료 가스로서 헥사메틸디실라잔 증기 20sccm 및 암모니아 400sccm의 혼합 가스를 진공 챔버 내로 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 65Pa이 되도록 조정한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 98.88%이며, 산소의 존재비는 1.12%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 1.44, 1.19, 0.27이다. 또한, 표면층의 막 두께는 1135nm이며, 현상 롤러의 전류값은 369μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

비교예 4

표면층의 형성시에, 원료 가스로서 헥사메틸디실라잔 증기 20sccm 및 산소 50sccm의 혼합 가스를 진공 챔버 내로 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 10Pa이 되 도록 조정한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 76.28%이며, 산소의 존재비는 23.72%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.54, 0.26, 0.14이다. 또한, 표면층의 막 두께는 1365nm이며, 현상 롤러의 전류값은 543μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

비교예5

표면층의 형성시에, 원료 가스로서 헥사메틸디실록산 증기 20sccm 및 암모니아 50sccm의 혼합 가스를 진공 챔버 내로 도입하고, 진공 챔버 내의 압력이 10Pa이 되도록 조정한다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 처리함으로써 현상 롤러가 얻어진다.

X선 광전자 분광 장치 및 탄성 되튐 입자 검출 장치를 사용함으로써, 얻어진 현상 롤러의 표면에 존재하는 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율을 구한 바, 총수의 비율은 90.55%이며, 산소의 존재비는 9.45%이다. N/Si, C/Si 및 H/Si는 각각 0.12, 1.21, 0.35이다. 또한, 표면층의 막 두께는 886nm이며, 현상 롤러의 전류값은 485μA이다. 또한 탄성층 + 표면층의 인장 탄성률은 1.0MPa이다.

각 현상 롤러 전체에서 각 원자비 및 Si, N, C 및 H 등의 합계 존재비를 표 1에 도시하고, 물성 평가 결과를 표 2에 집합적으로 정리하였다.

	총수의 비율 (%) Si + C + N + H	존재비			산소 존재비(%)
		N/Si	C/Si	H/Si
실시예 1	94.67	0.75	0.90	0.28	5.33
실시예 2	90.12	1.00	0.30	0.19	9.88
실시예 3	95.37	0.26	1.43	0.15	4.63
실시예 4	98.12	0.75	0.93	0.35	1.88
실시예 5	93.37	0.43	1.50	0.35	6.63
실시예 6	91.85	0.20	1.50	0.21	8.15
실시예 7	99.87	0.76	0.94	0.31	0.13
실시예 8	98.14	0.83	1.47	0.24	1.86
실시예 9	99.17	0.78	0.94	0.26	0.83
실시예 10	90.97	0.69	1.00	0.33	9.03
실시예 11	98.00	0.80	0.97	0.33	2.00
실시예 12	97.53	0.86	0.97	0.30	2.47
실시예 13	90.78	1.00	0.74	0.33	9.22
실시예 14	99.18	0.65	1.50	0.35	0.82
비교예 1	98.81	0.26	1.59	0.37	1.19
비교예 2	85.45	1.05	1.46	0.49	14.55
비교예 3	98.88	1.44	1.19	0.27	1.12
비교예 4	76.28	0.54	0.26	0.14	23.72
비교예 5	90.55	0.12	1.21	0.35	9.45

	막 두께(nm)	인장 탄성률(MPa)	전류값 (μA)
실시예 1	1652	1.0	280
실시예 2	2153	1.0	354
실시예 3	1696	1.0	12
실시예 4	2243	1.0	112
실시예 5	985	1.0	243
실시예 6	562	1.0	442
실시예 7	2989	1.0	8
실시예 8	15	10.0	5000
실시예 9	4997	30.0	5
실시예 10	300	100.0	1110
실시예 11	2118	110.0	886
실시예 12	1822	0.7	367
실시예 13	5523	1.0	2
실시예 14	13	1.0	5180
비교예 1	1238	1.0	568
비교예 2	5834	1.0	3
비교예 3	1135	1.0	369
비교예 4	1365	1.0	543
비교예 5	886	1.0	485

[평가 1]

전술한 실시예 및 비교예에서 얻어진 각각의 현상 롤러는 전자 사진 레이저 프린터 "컬러 레이저 젯(Color Laser Jet) 3600"[상표명, 휴렛팩커드 컴파니(Hewlett-Packard Company)제]의 카트리지에 현상 롤러로서 내장한다. 이러한 카트리지를 사용하여, 온도 25℃, 습도 50% RH의 환경 하에서 정전 잠상을 토너로 현상함으로써 전자 사진 화상을 출력한다. 그 후, 얻어진 화상에 대해 하기의 평가를 행한다. 평가 결과는 표 3에 도시한다. 본원에서 사용된 레이저 프린터 "컬러 레이저 젯 3600"은, 길이 방향으로 A4 용지를 출력하고 16 ppm의 출력 속도로 기록 매체를 출력한다. 토너 규제 부재에 대한 현상 롤러의 접촉 압력 및 진입량은 현상 롤러 상의 토너 담지량이 0.35mg/cm²이 되도록 설정된다. 또한, 블랙(BK) 토너를 사용함으로써 초기 솔리드 흑색 화상 및 하프톤 화상을 출력하고, 6000매의 내구 테스트 후에, 솔리드 흑색 화상 및 솔리드 백색 화상 출력물을 이용하여 화상이 평가된다.

(포그 발생)

6000매가 출력된 후에 얻어지는 솔리드 백색 화상에, 광전 반사 농도계 "TC-6DS/A"[상표명, 도쿄 덴쇼쿠 컴파니, 리미티드(Tokyo Denshoku Co., Ltd.)제]에 의해 반사 농도를 측정한다. 솔리드 백색 화상과 미인쇄 부분 사이의 반사 농도의 차이는 포그 발생(%)으로 하여, 이하의 기준에 따라 평가한다.

"A" : 1.5% 미만.

"B" : 1.5% 이상 3.0% 미만.

"C" : 3.0% 이상.

(고스트)

6000매 출력 후에 얻어지는 고스트 판정 패턴(화상 1매 내에 각변이 15mm인 정사각형의 솔리드 화상과 하프톤 화상이 연속적으로 형성된 패턴)에 대해, 하프톤 부분에서 농도 불균일 발생의 유무를 육안으로 평가함으로써, 고스트 레벨이 판단된다.

"A" : 고스트가 발생하지 않음.

"B" : 고스트가 약간 발생하지만 화상에 문제는 없음.

"C" : 고스트가 발생.

(배어나옴 특성)

현상 롤러의 탄성층으로부터의 저분자량 물질의 배어나옴의 억제하는 본 발명에 따른 표면층의 효과를 이하의 방식으로 시험하였다.

각 실시예 및 비교예에서 준비된 신품의 현상 롤러가 프로세스 카트리지에 내장되고, 프로세스 카트리지는 현상 롤러가 토너량 규제 블레이드 및 감광 드럼과 접촉된 상태로, 40℃, 95% RH의 환경 하에서 30일 간 방치된다. 그 후, 방치된 후의 프로세스 카트리지가 레이저 프린터에 내장되고, 솔리드 흑색 화상 및 하프톤 화상이 출력된다. 출력 화상은 육안으로 관찰되고, 탄성층으로부터 배어나온 물질이 감광 드럼에 부착됨으로써 야기된 전자 사진 화상의 결함의 발생의 유무 및 그 크기를 하기의 기준에 따라 평가한다.

"없음" : 배어나온 물질의 부착에 의한 화상 결함이 없음.

"경미" : 배어나온 물질의 부착에 의한 경미한 화상 결함이 관찰되지만, 실용상 문제없음.

"있음" : 배어나온 물질의 부착에 의한 화상 결함이 관찰될 수 있음.

(표면층의 박리)

모든 화상 평가용 화상의 출력 종료 후, 디지털 현미경 "VHX-500"[상표명, 기옌스 코오포레이션(KEYENCE CORPORATION)제]에 의해 현상 롤러의 표면을 관찰할 때 현상 롤러의 표면에서 표면층의 박리 관찰 유무를 확인하고, 이하의 기준에 따라 평가한다.

"없음" : 표면층의 박리가 없음.

"경미" : 표면층의 박리가 약간 관찰되지만, 실용상 문제없음.

"있음" : 표면층의 박리가 관찰 가능.

	포그 발생	고스트	배어나옴 특성	표면층의 박리
실시예 1	A	A	없음	없음
실시예 2	A	B	경미	없음
실시예 3	A	A	경미	없음
실시예 4	A	A	없음	경미
실시예 5	A	A	없음	경미
실시예 6	B	A	없음	경미
실시예 7	A	A	없음	없음
실시예 8	A	A	없음	없음
실시예 9	A	A	없음	없음
실시예 10	A	A	없음	없음
실시예 11	A	A	없음	없음
실시예 12	A	A	없음	없음
실시예 13	A	B	없음	없음
실시예 14	A	A	없음	경미
비교예 1	A	A	없음	있음
비교예 2	A	C	있음	있음
비교예 3	A	C	없음	없음
비교예 4	A	A	있음	없음
비교예 5	C	A	없음	없음

표 3에 도시된 바와 같이, 포그 발생 및 고스트의 결과로부터, 본 발명에 따른 현상 롤러가 토너에 적정한 전하를 부여할 수 있는 표면층을 갖는다는 것을 알았다. 또한, 배어나옴 특성의 결과로부터 본 발명에 따른 현상 롤러가 탄성층 상에 균일하게 형성된 표면층을 갖고, 형성된 표면층이 충분한 유연성을 갖는다는 것을 알았다. 또한, 표면층의 박리의 결과로부터, 본 발명에 따른 현상 롤러는 우수한 밀착성을 갖고, 장시간의 사용에서도 문제가 없다는 것을 알았다.

[평가 2]

다음에, 전술한 실시예 및 비교예에서 얻어진 현상 롤러에 대해, 하기의 평가가 행해진다. 평가 결과는 표 4에 도시된다.

(막 형성)

모든 화상 평가용 화상의 출력 종료 후, 현상 롤러의 표면을 관찰하고, 이하의 기준에 따라 평가하기 위해 막 형성의 발생 상황과, 최종의 평가 화상을 관찰함으로써 막 형성이 평가된다.

"A" : 현상 롤러 상에 막 형성없음.

"B" : 화상에는 문제가 없지만, 현상 롤러 상에 경미한 막 형성.

"C" : 현상 롤러 상에 부착된 토너의 영향에 의해 화상에 탁함(haze)이 발생.

(농도 불균일)

초기 솔리드 흑색 화상 및 하프톤 화상에서 농도 불균일을 육안으로 관찰하고, 하기 기준에 따라 평가한다. 참고로, 농도 불균일은 하프톤 화상에서 가장 쉽게 관찰될 수 있고, 솔리드 흑색 화상에서 비교적 쉽게 관찰될 수 있다.

"A" : 어떤 화상에서도 농도 불균일이 가시적으로 관찰되지 않는 우수한 화상을 나타냄.

"B" : 하프톤 화상에서 농도 불균일이 관찰 가능하지만, 솔리드 흑색 화상에서는 농도 불균일을 관찰할 수 없음.

"C" : 모든 화상에서 농도 불균일이 관찰 가능.

(화상 농도)

초기 솔리드 블랙 화상 및 6000매 출력 후의 솔리드 흑색 화상의 농도는 맥베스(Macbeth) 농도계 "맥베스 컬러 체커(Macbeth Color Checker) RD-918"[상표명, 맥베스(Macbeth)제]를 사용하여 측정되고, 하기 기준에 따라 평가한다.

"A" : 모든 화상에서 1.3 이상.

"B" : 하나의 화상에서 1.3 이상이지만, 다른 화상에서는 1.3 미만.

"C" : 모든 화상에서 1.3 미만.

(횡방향 줄무늬)

초기 솔리드 블랙 화상 및 하프톤 화상에서 미리 준비한 감광 드럼에 형성된 핀 홀의 위치에 대응하는 심한 횡방향 줄무늬가 형성되는지 여부를 육안으로 확인하고, 하기의 기준에 따라 등급을 평가한다.

"없음" : 횡방향 줄무늬가 관찰되지 않음.

"경미" : 횡방향 줄무늬가 약간 형성된 것이 관찰되지만 화상에 문제없음.

"있음" : 횡방향 줄무늬가 관찰 가능.

(설정 특성)

현상 롤러가 프로세스 카트리지에 내장되고, 토너 규제 부재 및 감광 드럼에 접촉된 상태에서 40℃, 95% RH의 환경 하에서 30일간 방치한다. 그 후, 방치 후의 프로세스 카트리지가 레이저 프린터에 내장되고, 솔리드 흑색 화상 및 하프톤 화상이 출력된다. 첫 번째 시트가 육안으로 관찰되고, 설정 특성(토너 규제 부재에 접촉한 자국에 의한 횡방향 줄무늬의 발생 유무)이 하기의 기준에 따라 평가된다.

"없음" : 접촉 자국에 기초한 횡방향 줄무늬의 발생 없음.

"경미" : 접촉 자국에 기초한 횡방향 줄무늬가 약간 관찰되지만 화상에 문제없음.

"있음" : 접촉 자국에 기초한 횡방향 줄무늬가 관찰 가능.

전술한 평가 항목의 결과가 표 4에 도시된다.

	막 형성	농도 불균일	화상 농도	횡방향 줄무늬	설정
실시예 1	A	A	A	A	A
실시예 2	A	A	A	A	A
실시예 3	A	A	A	A	A
실시예 4	A	A	A	A	A
실시예 5	A	A	A	A	A
실시예 6	A	A	A	A	A
실시예 7	A	A	A	A	A
실시예 8	B	A	A	B	A
실시예 9	A	B	B	A	A
실시예 10	B	A	A	A	A
실시예 11	C	A	A	A	A
실시예 12	A	A	A	A	C
실시예 13	A	C	C	A	A
실시예 14	C	A	A	C	A
비교예 1	A	A	A	A	A
비교예 2	A	C	C	A	A
비교예 3	A	A	A	A	A
비교예 4	A	A	A	A	A
비교예 5	A	A	A	A	A

본 발명은 대표적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 대표적인 실시예에 제한되지 않는다는 것이 이해된다. 이하의 청구범위의 범주는 모든 변경 및 등가 구조 및 기능을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다.

도 1은 현상 롤러의 구성예를 나타내는 개략 단면도.

도 2는 인장 탄성률의 측정용 시험편의 채취 방법을 도시하는 설명도.

도 3은 플라즈마 CVD 장치의 개략도.

도 4는 현상 롤러의 전류값의 측정 방법을 도시하는 설명도.

도 5는 본 발명에 따른 현상 롤러를 갖는 현상 장치의 일례를 도시하는 개략도.

도 6은 본 발명에 따른 현상 롤러를 갖는 프로세스 카트리지를 도시하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 현상 롤러

10: 화상 형성부

11: 축심체

12: 탄성층

13: 표면층

Claims (10)

1. 축심체와, 상기 축심체 상에 설치되는 적어도 1층의 탄성층과, 상기 탄성층상에 설치되는 표면층을 포함하고, 토너를 담지하여 반송하며, 대향하는 감광체의 정전 잠상을 토너로 현상하는 현상 롤러이며,

   상기 표면층은, Si, N, C 및 H를 포함하는 규소 화합물막을 포함하고,

   상기 표면층에서,

   X선 광전자 분광법 및 ERDA(elastic recoil detection analysis)법에 의해 측정한 전체 원소에 대한 Si, N, C, H의 존재 원소 총수의 비율이 90.00% 이상이며,

   Si에 대한 N의 존재비(abundance ratio) N/Si가 0.20 이상 1.00 이하이고, Si에 대한 C의 존재비 C/Si가 0.30 이상 1.50 이하이고, Si에 대한 H의 존재비 H/Si가 0.15 이상 0.35 이하인, 현상 롤러.
2. 제1항에 있어서, 상기 표면층은 산소 원자를 함유하는, 현상 롤러.
3. 제1항에 있어서, 상기 표면층의 막 두께가 15nm 이상 5000nm 이하인, 현상 롤러.
4. 제3항에 있어서, 상기 표면층의 막 두께가 300nm 이상 3000nm 이하인, 현상 롤러.
5. 제1항에 있어서, 상기 탄성층의 인장 탄성률이 1.0MPa 이상 100.0MPa 이하인, 현상 롤러.
6. 제1항에 있어서, 상기 표면층은 플라즈마 CVD법에 의해 형성되는, 현상 롤러.
7. 제1항에 있어서, 상기 탄성층은 실리콘 고무로 제조되는, 현상 롤러.
8. 제1항에 있어서, 회전중인 상기 현상 롤러에 50V의 전압이 인가될 때 측정된 전류값이 5μA 이상이고 5000μA 이하인, 현상 롤러.
9. 전자 사진 화상 형성 장치의 본체에 탈착 가능하게 장착되는 전자 사진 프로세스 카트리지이며,

   상기 카트리지는 제1항에 따른 현상 롤러를 포함하는, 전자 사진 프로세스 카트리지.
10. 정전 잠상을 담지하기 위한 감광체 및 상기 감광체에 접촉하도록 배치될 수 있는 현상 롤러를 포함하는 전자 사진 화상 형성 장치이며,

    상기 현상 롤러는 제1항에 따른 현상 롤러인, 전자 사진 화상 형성 장치.

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